JP6776505B2 - 洋上施設の基礎、洋上施設及び洋上施設の基礎の構築方法 - Google Patents
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Description
製桁部材の一端が接合される鋼管支柱と、を備える。
層高めることができる。
図2は、実施形態に係る洋上風力発電装置の全体図を示し、図2(a)は、正面図、図2(b)は、側面図である。実施形態に係る洋上風力発電装置1は、本発明に係る洋上施設の一例であり、ブレード2、ナセル3、タワー4、重力式基礎5等を備える。ブレード2は、3枚の回転羽根(翼)からなり、風力を受けて回転する。ナセル3は、図示しないロータ軸を介してブレード2と接続されており、ブレード2で受けた風力を電力に変換する発電機等を収容する。例えば、ナセル3は、ロータ(ブレード、ロータ軸、ハブ等)の回転を発電機に伝達する発電機軸、ロータの回転数を増速する増速機、発電機の出力周波数を調整するインバーター、発電機の出力電圧を昇圧する変圧器、ロータを停止させるブレーキ装置を収容する。実施形態に係るナセル3は、上部に風向・風速計31が設置されている。タワー4は、ナセル3を支持する。重力式基礎5は、タワー4を支持する。
図3は、実施形態に係る洋上風力発電装置1の重力式基礎5の断面図(図4のA−A断面図)を示す図である。図4は、図3のB−B断面及びC−C断面を示す断面図である。図5は、実施形態に係る重力式基礎5の桁部の断面図である。実施形態に係る洋上風力発電装置1の重力式基礎5は、本発明に係る洋上施設の基礎の一例であり、海底に設置されるケーソン6と、ケーソン6の底版部61から立ち上がりタワー4に接続される鋼管支柱7とを含む構成である。
接続される部分(135度の内角を形成する角部)が平面状になっている。なお、側壁部62は、鋼製、又は、鋼材とコンクリートの複合構造としてもよい。また、実施形態に係る洋上風力発電装置1の重力式基礎5は、側壁部62を省略することで、より簡易な構成としてもよい。
連結することができる。なお、鋼管支柱7側のフランジ722は、鋼管支柱7の上端部721から外側側方に突出した鍔で構成してもよい。この場合、タワー4側のフランジ42は、鋼管支柱7側のフランジ722に合わせて、タワー4の外面から外側側方に突出した鍔で構成することができる。更に、鋼管支柱7側のフランジ722は、鋼管支柱7の上端部721から外側と内側の両側方に突出した鍔で構成してもよい。この場合、タワー4側のフランジ42は、鋼管支柱7側のフランジ722に合わせて、タワー4の外側と内側の両側方に突出した鍔で構成することができる。
図6は、実施形態に係る洋上風力発電装置の重力式基礎の構築フローを示す図である。まず、重力式基礎の製作工程(ステップ01)では、上述した重力式基礎5が地上で製作される。具体的には、鋼管支柱7を構成する鋼管、ケーソン6の一部を構成する底版部61、側壁部62、桁部63が製作される。例えば、鋼管支柱7を構成する鋼管と桁部63を構成するI形断面の鋼桁(鋼製桁部材)の加工や溶接は、工場で行われる。その後、洋上風力発電装置1の設置個所に近い陸上の作業場所に移動し、底版部61、側壁部62を構成するため、型枠の組み立て、鉄筋の組み立て、コンクリートの打設が行われる。また、鋼管支柱7の拡径部71に対しては、鋼管内部にコンクリートが充填される。以上により、中詰材64、蓋部65を除く、鋼管支柱7とケーソン6が一体化された重力式基礎5が完成する。
実施形態に係る洋上風力発電装置1の重力式基礎5は、ケーソン6における底版部61及び側壁部62を鉄筋コンクリート構造とし、鋼管支柱7を鋼構造とするハイブリッド構造となっている。このように、ケーソン6の一部を鋼構造とすることで、ケーソン6全体をコンクリートで構成する場合に比べて軽量化を図ることができる。また、本実施形態においては、ケーソン6の底版部61から立ち上がる鋼管支柱7の下方側面とケーソン6の底版部61とがI形断面の鋼桁(鋼製桁部材)からなる桁部63を介して一体構造となっているため、鋼管支柱7からケーソン6の底版部61へと荷重を円滑に伝達することができる。また、ケーソン6の中詰材64は、ケーソン6を海底に沈めた後に充填することが
できる。そのため、中詰材64を充填する領域を中空の状態でケーソン6の運搬、据え付けを行うことができる。
空部72の上端部721に接続することができる。そのため、タワー4との接続部が海中に位置する場合と比較して、鋼管支柱7とタワー4を容易に接続することができる。
図7は、変形例に係る洋上風力発電装置の重力式基礎の斜視図である。変形例に係る洋上風力発電装置1の重力式基礎5は、桁部63の上フランジ631の幅が一定である点、鋼管支柱7の外面と上フランジ631とが接続される隅部がR形状でなく角部である点で、図4に示した重力式基礎5と相違する。変形例に係る洋上風力発電装置1の重力式基礎5においても、図4に示す重力式基礎5と同様の効果を有する。
2・・・ブレード
3・・・ナセル
4・・・タワー
5・・・重力式基礎
6・・・ケーソン
61・・・底版部
62・・・側壁部
63・・・桁部
64・・・中詰材
65・・・蓋部
7・・・鋼管支柱
71・・・拡径部
711・・・外側鋼管
712・・・内側鋼管
713・・・補強部
72・・・中空部
73・・・作業用プラットホーム
74・・・昇降施設
75・・・充填部
8・・・傾き調整部材
Claims (9)
- 洋上施設の基礎であって、
海底に設置される底版部と、
前記底版部と一体に定着される鋼製桁部材を有する桁部と、
前記底版部と分離自在に当該底版部上に配設される中詰材と、
前記底版部から立ち上がる鋼管支柱であって、当該鋼管支柱の上端部に前記洋上施設のタワーの下端部が接続され、当該鋼管支柱の下方側面に前記鋼製桁部材の一端が接合される鋼管支柱と、
前記底版部の外周側から一体に立設する側壁部と、
を備え、
前記鋼製桁部材は、前記底版部に沿って延在し、一端が前記鋼管支柱の下方側面に接合されると共に他端が前記側壁部に定着されることで、前記底版部及び前記側壁部によって囲まれると共に前記中詰材を配設するための領域が前記鋼製桁部材によって区画されている、
洋上施設の基礎。 - 前記中詰材の上方を覆う蓋部を更に備える、
請求項1に記載の洋上施設の基礎。 - 前記底版部には、前記鋼管支柱を中心に複数の前記鋼製桁部材が放射状に配設されている、
請求項1又は2に記載の洋上施設の基礎。 - 前記鋼管支柱の下端側には、内部にコンクリートが充填される充填部が設けられている、
請求項1から3の何れか1項に記載の洋上施設の基礎。 - 前記鋼管支柱における前記充填部の上部には、中空状の中空部が設けられている、
請求項4に記載の洋上施設の基礎。 - 前記鋼管支柱の前記充填部は、下方に向けて径が大きくなる拡径部を有する、請求項4又は5に記載の洋上施設の基礎。
- 前記鋼管支柱の上端部と前記洋上施設のタワーの下端部との間に設けられ、当該洋上施設のタワーの傾きを調整する傾き調整部材を更に備える、請求項1から6の何れか1項に記載の洋上施設の基礎。
- 洋上施設のタワーと、
前記洋上施設のタワーと接続される洋上施設の基礎と、を備え、
前記洋上施設の基礎は、
海底に設置される底版部と、
前記底版部と一体に定着される鋼製桁部材を有する桁部と、
前記底版部と分離自在に当該底版部上に配設される中詰材と、
前記底版部から立ち上がる鋼管支柱であって、当該鋼管支柱の上端部に前記洋上施設のタワーの下端部が接続され、当該鋼管支柱の下方側面に前記鋼製桁部材の一端が接合される鋼管支柱と、
前記底版部の外周側から一体に立設する側壁部と、
を備え、
前記鋼製桁部材は、前記底版部に沿って延在し、一端が前記鋼管支柱の下方側面に接合されると共に他端が前記側壁部に定着されることで、前記底版部及び前記側壁部によって囲まれると共に前記中詰材を配設するための領域が前記鋼製桁部材によって区画されている、
洋上施設。 - 洋上施設の基礎の構築方法であって、
海底に設置される底版部と、前記底版部と一体に定着される鋼製桁部材を有する桁部と、前記底版部から立ち上がり、その上端部に前記洋上施設のタワーの下端部が接続され、その下方側面に前記鋼製桁部材の一端が接合される鋼管支柱と、前記底版部の外周側から一体に立設する側壁部と、を備える洋上施設の基礎を地上で製作する基礎製作工程と、
前記基礎製作工程で製作された前記洋上施設の基礎を洋上に搬送する搬送工程と、
前記搬送工程で洋上に搬送された前記洋上施設の基礎を沈下させると共に海底に設置する設置工程と、
を含み、
前記設置工程では、前記搬送工程で搬送された洋上施設の基礎を海底に沈めた後、前記底版部と分離自在に該底版部上に中詰材を配設し、
前記鋼製桁部材は、前記底版部に沿って延在し、一端が前記鋼管支柱の下方側面に接合されると共に他端が前記側壁部に定着されることで、前記底版部及び前記側壁部によって囲まれると共に前記中詰材を配設するための領域が前記鋼製桁部材によって区画されている、
洋上施設の基礎の構築方法。
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